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海军自强
到了十九世纪六十年代中期，勇营终于打败了太平军，朝廷的注意力重新转移到海洋事务上来。最初提倡海军改革的人物之一是左宗棠，他是一位儒将，曾经统帅勇营镇压太平军。由于镇压太平军作战有功，1863年被任命为闽浙总督。他进行了广泛的改革，特别是教育和农业方面的改革，数年后因其才干而赢得朝廷的信任。左宗棠至少从1853年后就一直支持海军改革，他所推行的改革包括一项海军发展规划。
然而，左宗棠对待海军改革的态度非常谨慎。无疑，他没有忘记向英国购买舰艇的教训。他认为，发展海军应该依靠自己，求助于别人终将被别人控制，而依靠自己才能控制局势。尽管如此，左宗棠很快认识到，有必要寻求外援。这在某种程度上是因为，他在1864年从国外买了一艘炮舰，并雇佣一些外国人在舰上服役，该舰在镇压闽浙沿海海盗时获得了成功。在此实践的基础上，左宗棠采纳了魏源的某些建议，即创办造船厂，发展造船技术。他建议聘请外国海军专家来华培训少量的中国技术人员，但外国专家应在
中国人的严格控制之下，并按双方签订的合同领取工资。
1866年，经朝廷批准，左宗棠创办了一座兵工厂、一个造船厂，并在福州创办了一所船政学堂。但是从开始起，左宗棠的福州船政学堂就受到保守分子和进步分子的两面夹击。一部分保守派官员反对的理由是，左宗棠发展海军计划的代价太高，需要聘请外国人，学习外语和现代数学，另一些保守派官员对选择福建作为学堂地址而感到妒忌；而进步的官员反对左宗棠的计划是因为，他们认为中国要使海军现代化，只有大量买船而不能单凭自己造船。
尽管遭到种种反对，1866年夏左宗棠仍在一些法国人的帮助下与法国签订了建造船厂和开设船政学堂的合同。他计划建造16艘轮船，聘请欧洲人培训中国的技术工匠、监工和海军军官生。但数月之后，左宗棠突然奉命前往内地去率领陆军镇压回民叛乱。尽管如此，1867年位于闽江口马尾山基地的福州船厂建成，机器车间完工，五年合同正式开始实施。
福州造船厂与船政学堂
福州船政学堂不久便分为法文学堂和英文学堂两部分。法文学堂有制造班、设计班和艺徒班。英文学堂分航海理论班、航海实践班和管轮班。学堂聘请了75名欧洲人和2600名中国人负责行政管理和教学。
法文学堂全由法国人任教，课程也都用法文讲授，以便学生能和教习用法文交谈，并能看懂法文技术资料。制造班的课程除了法语外，还有数学、微积分基础、物理和机械学，学制为5年。在最后几学年中，学生要在船厂实习，他们不要求熟练掌握新技术，但要掌握实际管理造船的能力。一些优秀学生还将被选派到欧洲学习新的船舶设计。
设计班学制为3年，专门学习轮机设计。设计班的目标是培养一批中国的轮机设计师，能够从事船舶设计。该班的课程有法文、数学、几何和150马力船用轮机的原理。学生还要在船厂学习生产管理的实际知识。学习结束后，毕业生还将去制造班进一步学习。
艺徒班是夜校，学制为3年，目标是培养监工。学生多选自船厂中的优秀工人。据法文学堂有关人士所称，艺徒班的教学目的是使学生掌握识图和制图的能力。课程用法文讲授，没有算术、几何、代数、制图等课程。
在5年合同期中，由于增添了更多的设备，建造了更多的建筑物，福州船厂的规模发生了巨大的变化。到1874年船厂已有打铁、铁胁、水缺、铸铁、合拢机器五个基本车间和各种辅助设施，其中有生产罗经、气压计、炮瞄装置和天文钟的钟表厂。船厂还有一个放样台、2500吨级的船台滑道和一个生产锅炉砖的窑。
1869年6月10日，福州船厂下水了第一艘军舰“万年青”号。该舰为木质结构，长68米，装有140毫米大炮。6个月后，又有3艘舰船下水。两艘52米长、装3门炮的军舰和一艘1258吨级的“伏波”号运输船。翌夏，福州船厂又有一艘100吨级的兵船下水。在以后的4年中，福州船厂共造船11艘。从鸦片战争后中国海军现代化建设的记载来看，这确实是一个重大成就。
与此同时，英文学堂在训练海军官兵方面也取得同样的进展。英文学堂完全由英国人管理，所有课程均用英语讲授，教材也都是用英文编写。航海理论班由詹姆斯&；#183；卡罗尔负责，他是应左宗棠的法国顾问之聘担任近海驾驶和天文航海教学的。卡罗尔配有一名英国助手和一名懂英文的中国助手。航海理论班学制为3年半，课程有英文、算术、几何、代数、三角、天文、航海理论和地理。
1873年航海理论班的32名学员毕业，他们被送到航海实践班进行为期两年的学习。航海实践班开设于1870年初，开始是由英国皇家海军斯温森海军上尉任教。学习是在“建威”号训练船上进行，该训练船系船厂1869年向普鲁士购买的帆船。斯温森不久由英国皇家海军特雷西上校接替，特雷西有两名英国海军人员作他的舰炮与航海助手。根据特雷西的训练计划，学生必须掌握指挥官所必要的基础知识。学生要进行远航实习，由优秀学生担任指挥，其他学生负责各更位值更，由此选拔培养船长。到1874年时，有14名学生领到船长合格证书。
国外留学
也许比福州船政学堂培训有更重要意义的是，满清政府从该学堂选派一批毕业生赴欧洲留学。赴欧留学始于1872年，当时中国两位有影响的地方官员曾国藩和李鸿章奏请清廷批准派遣120名青年在中国留学使团办事处的指导下赴美留学。
留美使团由容闳经办。容闳是广东人，年轻时在美国学习英语，1857年毕业于耶鲁大学。1864年他被曾国藩选派到美国为上海江南制造局购买机器。回国后，他与曾国藩、李鸿章商讨了留学使团的计划。8年之后，容闳的计划得以实现，大部分来自广东寒门的子弟被派往美国康涅狄格州的哈特福开始其15年的留学计划。
留学使团计划批复一年之后，新任福州船政大臣沈葆祯奏请清廷，选派法文学堂毕业生前往法国学习3年造船。此外，他还建议从英文学堂中选派一些毕业生去英国接受航海与海军作战方面的训练。1874年1月6日，新成立的总理衙门以美国留学使团为先例，批准了此建议。
沈葆祯立即制订出选派30名留学生和部分学生监督赴欧的计划。重要的是，留学所用经费全由福建省承担，这笔经费估计为20万银两。
第一个留学使团因容闳办事处在美国发生问题几乎失败。1877年容闳感到中国留学生已具备了上西点陆军军官学校和安纳波利斯海军军官学校的条件，遂向美国国务院申请接纳部分中国留学生入美国军事院校学习。但美方粗暴地答复说，美国军校不能接纳中国学生。容闳被美国参议员布莱恩所支持的排华偏见态度激怒，他向北京报告了他所受到的冷遇。中国的保守派立即抓住这一事件作为失败的证据，要求召回留学使团。最后终止使团留美学习的是使团的一位负责人陈兰彬，他的理由是学生正在学习拉丁文、希腊文和其他一些非必修课程。陈兰彬还抱怨说学生没有礼教，缺乏爱国主义，遗忘了祖国语言。4年之后，留美学生全部应召回国。
尽管留美使团失败了，但赴欧的海军留学使团却成功地逃避了保守势力的发难。12名英文学堂毕业的指挥官前往英国进行各种深造。其中6人奉命到英舰上服役，4人被派往格林威治皇家海军学院学习舰艇组织指挥，结业后上舰实习，1人去格林威治学习理科，1人被派到朴次茅斯海校学习。
在海上实习期间，中国留学生巡弋了地中海，个别人还到了印度洋，有的人还随英舰到了美国，在那里访问了各个港口。海上实习期满，学生返回英国学习机电、枪炮和鱼雷操作。此外，他们还到海军造船厂进行短期学习，以便了解英国造船和维修技术。
在法国，中国船舶工程学生也进行了类似的训练。14名留学生中有5人在巴黎国立高等矿业学校学习采矿与冶金，另外9人学习海军造船专业，其中4人在法国瑟堡造船学校学习，5人在土伦海军船厂学习。学制为2年，结业后到欧洲各造船厂巡回考察。
1880年9月，全部留学生返回福州，成功地结束了中国第一次派遣留学生出国学习现代海军技术的尝试。在第一批留学生学习成功的鼓舞下，进步的领导人奏请清廷派遣第二批留学生赴欧学习。奏章很快批复，第二批留学生一行9人于1882年出国。1886年第三批留学生也被派往英国和法国。
所有学成回国的留学生都在刚刚兴起的中国海军中担任要职。在留学的指挥军官中，一些人担任管带，另一些人在当时向外国订购的新舰上担任要职。法文学堂制造、设计班的留学生在福州船厂也被委以重任。福州船政学堂的学生尽管仍遵循着传统的晋升制度，但他们取得了对过去的八旗兵、绿营兵军官的优势，从而永远改变了发展之中的中国海军力量的成分比例。
中法冲突
以福州船政学堂为代表的中国海军改革的好景不长，很快遇到了灾难，因为福州船政学堂的赞助国法国扬言要和中国兵戎相见。10年来法国人一直在越南（当时叫安南）北部寻找一条通往中国南方的贸易渠道。由于发现了红河，法国人迫使越南签订了一项条约，实际上剥夺了中国对越南传统的宗主权。1884年，法中两国军队在云南边疆地区发生了一场战斗，7月间一支法国舰队开进福州港，1个月之后，法国海军不宣而战，他们在法国海军库尔贝特将军率领下向锚泊在闽江中的福建海军发动进攻。不到30分钟，战斗结束了。22艘中国军舰葬身江底，39名中国海军军官、2000名士兵阵亡。
库尔贝特还摧毁了船厂，给中国人造成更大的损失。铸铁车间和合拢车间几乎夷为平地。到1884年8月29日，整个福建海军船政局已成为一片废墟——这正是中国海军继续软弱的一个历史见证。
威胁继续存在
1874年，中国的领土和主权面临着来自海上的和来自西部地区的两大威胁。日本派遣海军在台湾登陆，惩罚当地的中国人，理由是3年前他们杀害了53名航行遇难的琉球水手。日本以此为借口，向中国提出了对琉球群岛的主权要求。中国的反应是向台湾增兵l万，但是海运工作竟长达6个月之久，这充分说明了中国海军的弱小。当日本扬言要采取进一步行动时，满清政府同意赔偿500万两白银，并放弃了对琉球岛的领土主权。
满清政府在琉球群岛问题上受到侮辱，在西北部又面临回民造反，而且回民由于有俄国支持，变得越来越难以对付。十九世纪七十年代初期，新疆、甘肃的大部分地区已被回民叛乱分子所控制，富饶的伊犁河谷已被俄国军队占领。沙皇假惶惶地答应满清政府，如果中国恢复对该地区的统治，俄国军队一定会撤离。
1874年至1875年的边防与塞防战略辩论
中国当时面临的双重危机在首都引起了一场激烈的辩论：是调兵遣将平定西部的回民叛乱，还是购船买炮抗击日军对沿海的侵犯？
这次辩论中的主要人物是左宗棠，他当时正率领湘军在西北平定回民叛乱。他的对手是李鸿章。当时李鸿章身兼军机大臣、直隶